[发明专利]空中移动物体主动避雷的方法和装置

权利要求书

1.空中移动物体，如导弹、火箭、卫星和飞机等飞行器在发射升空及飞行中避免遭雷击的方法，其特征是在飞行体表面上复盖一层厚度为d＝5.5mm，浓度为n_q＝1×10¹⁵m^-3的大气等离子体气层，把感应电荷及时散发到空气中，使飞行体表面感应电荷失效，不能造成高电场强度，或是用一单脉冲高速电流放大器的输出来对消飞行体表面感应电荷，使飞行体表面感应电荷消失，从而实现使飞行体避免遭雷击的目的。使感应电荷失效和使感应电荷消失这两种方法一般是同时使用在同一对象上。对于有些保护对象，也可以只用前一种方法。但一般来说，若只用前一种方法，有时在工程上实现困难，不现实；若只用后一种方法，电流放大器的传感器部分的避雷不能解决。具体实施时，一般是把一个保护对象分成两部分，其中部分1用前一种方法，部分2用后一种方法。同时部分1又是后一种方法的传感器。

2.权利要求1所述在飞行体表面上复盖一层大气等离子体的飞行体避雷方法，其特征是，要利用等离子体包覆在飞行体表面来起到有效避雷作用，技术要求有两条，即：①避雷气层驰豫时间要跟得上飞行体经历的电场强度变化速率；②气层产生的屏蔽效果要足够克服飞行体经历的最大电场强度。工程上可行又能满足上述要求的技术指标是，避雷气层的带电粒子浓度为10¹⁵m^-3量级以上，气层厚度为5mm量级以上。

3.权利要求1所述使飞行体表面感应电荷消失的飞行体避雷方法，其特征是，用脉冲电流放大器产生出极性相反、强度足够的电荷，来及时地中和掉飞行体表面的感应电荷。为了达到这一目的，可以把飞行体表面划分为两部分(部分1和部分2)，这两部分相互绝缘。与部分1表面感应电荷相反极性的电荷，作为该电流放大器的输入信号，经放大后输出给部分2表面，用来中和掉部分2表面的感应电荷，从而使部分2表面避免遭雷击。部分1表面的避雷仍可用前述覆盖大气等离子体气层使感应电荷失效的方法来实现。一般选部分1为飞行体特征部位的较小面积，对放大器来说，部分1表面实际上起了传感器的作用，达到保证放大器的输出极性、幅度和波形正好足以对消掉部分2表面的感应电荷的目的。

4.权利要求2所述的利用大气等离子体的飞行体避雷装置，其特征是等离子体发生器具有电源7、电离机构8、喷气装置9及传输系统10。电源为电离机构提供电力，产生足够浓度的大气等离子体，喷气装置把大气等离子体吹离出口，在飞行体周围形成足够厚度的等离子体气层，起到防雷避雷作用。

等离子气体的传输系统包括在适当位置上的出口，还可用档板，反射板，偏折板，吹风机构等利用飞行体在飞行过程中表面气动力的作用，使大气等离子体覆盖到飞行体表面。

5.权利要求2所述的利用大气等离子体的飞行体避雷装置，其特征是具有测量火箭自身电位的仪器，根据监测值，自控器自动调整电离机构产生正、负带电粒子密度，抵消火箭自身电位，提高火箭抗雷击的安全性。

6.权利要求2所述的利用大气等离子体的飞行体避雷装置，其特征是用放射源产生大气等离子体。放射源直接涂敷在飞行体表面的适当位置。

7.权利要求2所述的利用大气等离子体的飞行体避雷装置，其特征是用电容耦合射频高压大气辉光等离子体发生器。

8.权利要求2所述的利用大气等离子体的飞行体避雷装置，其特征是用电感耦合射频高压大气辉光等离子体发生器。

9.权利要求2所述的利用大气等离子体的飞行体避雷装置，其特征是用沿面放电射频高压等离子体发生器。

10.权利要求3所述的用脉冲电流放大输出中和感应电荷的飞行体避雷装置，其特征在于用探针或探测面等飞行体附属物的表面作为部分1表面，同时作为脉冲电流放大器的传感器，供给输入信号，该脉冲电流放大器输出给飞行体本体表面，对消那里的感应电荷。